macaulay note

37
C3007 / unit4 / 1 PESONGAN DAN KECERUNAN KAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah) ____________________________________________________________________ PESONGAN DAN KECERUNAN RASUK MENGGUNAKAN KAEDAH MACAULAY OBJEKTIF AM : Pelajar dapat memahami maksud kecerunan, pesongan dan pesongan maksima pada rasuk tetupang mudah OBJEKTIF KHUSUS: Selepas mengikuti unit 4 ini, pelajar dapat:- Mengira tindakbalas pada tupang bagi beban tumpu,beban teragih dan momen Menulis ungkapan umum bagi momen Menulis dan menukarkan ungkapan umum kepada ungkapan Macaulay. Mengira kecerunan dan pesongan pada rasuk Menyelesaikan masalah pesongan maksima. _____________________________________________________________________ C3007- Mekanik Struktur Modul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

Upload: syakiroh

Post on 05-Nov-2015

128 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

  • C3007 / unit4 / 1PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    PESONGAN DAN KECERUNAN RASUK MENGGUNAKAN KAEDAH MACAULAY

    OBJEKTIF AM : Pelajar dapat memahami maksud kecerunan,

    pesongan dan pesongan maksima padarasuk tetupang mudah

    OBJEKTIF KHUSUS:

    Selepas mengikuti unit 4 ini, pelajar dapat:-

    Mengira tindakbalas pada tupang bagi beban tumpu,beban teragih dan momen

    Menulis ungkapan umum bagi momen

    Menulis dan menukarkan ungkapan umum kepada ungkapan Macaulay.

    Mengira kecerunan dan pesongan pada rasuk

    Menyelesaikan masalah pesongan maksima.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 2PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    4.0 Pengenalan

    Secara amnya rasuk direka bentuk secukupnya untuk menahan kegagalan samada dalam lenturan ataupun ricihan. Pesongan rasuk yang melebihi had yang dibenarkan akan mengakibatkan kerosakan pada bahan bersebelahan rasuk. (contohnya tiang, papak dan sebagainya)

    4.1 Pesongan Rasuk

    Lengkungan yang jelas dan juga ketidakfungsian rasuk dengan baik, untuk mengelakkan ini daripada berlaku, rasuk direkabentuk dalam cara di mana bila dibebankan, ianya tidak mengalami pesongan melebihi had yang dibenarkan di dalam kod.iaitu

    3601 x rentang rasuk

    Rasuk pada umumnya menanggung berbagai beban, maka parameter seperti daya ricih, momen lentur, cerun dan pesongan tidak mempunyai fungsi selanjar yang tertentu untuk keseluruhan rasuk. Walaubagaimanapun kita boleh mendapatkan ungkapan bagi parameter tersebut untuk keseluruhan rasuk tanpa membahagikan rasuk kepada beberapa bahagian dengan menggunakan fungsi tak selanjar. Beberapa contoh bagi fungsi selanjar dan tak selanjar boleh dilihat dari gambarajah daya ricih yang dilukis bagi keadaan rasuk yang dibebankan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.1

    GDR_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 3PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Fungsi selanjar Fungsi tak selanjar Fungsi tak

    selanjar

    Rajah 4.1: Bentuk-bentuk rasuk selanjar dan tak selanjar

    4.2 Perhubungan Secara Matematik antara Momen Lentur, Kecerunan dan Pesongan

    Bila beban dikenakan , rasuk akan melentur dalam satu bulatan yang jejariannya tidak diketahui. Ambil sebahagian kecil lenturan tersebut dengan menganggap titik P dan Q berhampiran antara satu sama lain di atas paksi membujur suatu rasuk . Bentuk pesongannya ialah lengkok bulat yang berjejari R yang berpusat pada jejari kelengkungan di O. Kedudukan P ialah x dan kedudukan Q ialah x + x dari titik asal masing-masing

    Rajah 4.2(a) :

    s = panjang bahagian lengkuk PQR = jejari kelengkungan lengkukO = pusat lengkuk = sudut tangen di titik P dengan garis paksi ox

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 4PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    + = sudut tangen di titik Q dengan paksi ox

    Daripada geometri rajah 4.2(a), kita dapati

    POQ = s = R

    R =

    s

    Jika lengkuk s terlalu kecil, kita boleh menganggap s = x

    Oleh itu R =

    x

    R1 =

    s

    Rajah 4.2 (b)

    Kita mengetahui koordinat P ialah (x,y) ,oleh itutan = dx

    dy ------------------ persamaan 4.1kerana adalah kecil, tan = , oleh itu = dx

    dy

    Membezakan persamaan ini merujuk kapada x, memberi

    dxd

    = 22

    dxyd

    = tan = dxdy (masukkan dalam persamaan 4.1)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 5PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    dxd

    R

    =

    1

    = dxdxdyd

    2

    21dxyd

    R= --------------------- persamaan 4.2

    Dari persamaan lenturan

    YRE

    IM

    == --------------------- persamaan 4.3

    RE

    IM

    =

    EM

    RI

    =

    EIM

    R=

    1 ---------------------- persamaan 4.4

    Masukkan persamaan 4.2 dalam persamaan 4.4

    Persamaan am pembezaan untuk pesongan

    2

    2

    dxyd

    EIM

    = ----------------- persamaan 4.5

    4.2 Tandaan lazim dan unit

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 6PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________Jadual 4.1 memberi tandaan lazim bagi momen lentur, kecerunan dan pesongan yang akan digunakan. Sistem ini adalah selaras dengan tandaan bagi momen lentur dan daya ricih.

    Jadual 4.1 : Peraturan tanda untuk Momen Lentur, Kecerunan dan Pesongan

    Kesan Simbol KoefisyenKerbeda KamilanUnit Peraturan Tanda

    Positif Negatif

    Momen lentur

    M EI 22

    dxyd M

    NmKNm

    Kecerunan

    dxdy

    EIdxdy dx

    EIM

    Radian

    Pesongan y EI y dxdxEIM . mm

    INPUT 1

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 7PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    4.3 Kecerunan dan Pesongan bagi beban titik dengan menggunakan Kaedah Macaulay

    Di dalam kaedah Macaulay, hanya satu keratan sahaja yang perlu dibuat untuk mendapatkan ungkapan umum bagi momen iaitu pada kawasan beban yang terakhir sekali (contoh keratan s-s dalam Rajah 4.4(a) dan keratan s-s dalam Rajah 4.4(b)

    Rajah 4.4(a)

    Rajah 4.4 (b)

    Sepertimana yang kita tahu apabila rasuk dikenakan beban ,ia akan melentur ke bawah dan akan berada pada kestabilan selagimana penyokong dapat bertahan. Penyokongnya mungkin terdiri daripada tiang dan sebagainya.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 8PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Kita boleh mengira tindakbalas yang berlaku pada penyokong tersebut dengan menggunakan persamaan momen. Dalam kaedah Macaulay, selesaiannya perlu mengikut beberapa syarat tertentu seperti di bawah.:-

    i. Persamaan momen yang sah bagi keseluruhan rasuk hendaklah diperolehi dengan mengambil momen pada titik yang paling kanan sekali sebelum penghujung rasuk dengan jarak ukuran dibuat dari penghujung rasuk sebelah kiri.(Origin dari hujung sebelah kiri rasuk). Rujuk rajah 4.5

    10kN 5kN x

    RA 1m 1.5m RBx

    5m x

    Rajah 4.5

    Daripada Rajah 4.5,(syarat 1) akan menghasilkan persamaan momen seperti berikut:

    Mx = RA(x) 10(x 1) 5(x 2.5)

    ii. Untuk menentukan persamaan yang telah dihasilkan boleh digunakan bagi keseluruhan rasuk, tidak kira keratan mana sekalipun, fungsi (x 1) dan (x 2.5) yang telah dihasilkan daripada perubahan beban yang pertama(10kN) dan kedua (5kN) perlu ditukarkan supaya menjadi fungsi Macaulay seperti yang ditunjukkan di bawah

    (x 1) menjadi [ x 1](x 2.5) menjadi [x 2.5]

    Kurungan [ ] ialah kurungan Macaulay dan cirri utamanya akan menjadi sifar sekiranya nilai di dalamnya negatif.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 9PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Oleh yang demikian, persamaan momen yang dihasilkan dalam syarat 1 perlu diubahsuai supaya berbentuk seperti yang berikut,

    Mx = RA[ x ] 10[ x 1 ] 5 [x 2.5] -------- persamaan 4.6

    Sebagai semakan, sekiranya nilai x ialah x1 , dengan x1

  • C3007 / unit4 / 10PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    10 kN A C B

    1m 2m 2m

    Rajah 4.6

    Dapatkan tindakbalas pada penyokong dengan menggunakan persamaan momen. Untuk rasuk tetupang mudah hanya tindakbalas pada penyokong A sahaja yang diperlukan.

    PenyelesaianBagi penyelesaian menggunakan kaedah Macaulay, perlu dapatkan tindakbalas pada penyokong.

    = BB MM10(4) = RA (5) RA = 5

    410 x

    = 8kN

    10kN

    8kN x

    Persamaan momen

    Mx = 8x 10 [x 1] ----------------------------------- persamaan 4.7

    Daripada persamaan EI 22

    dxyd = M --------------- persamaan 4.8

    Masukkan persamaan 4.7 dalam persamaan 4.8 , menjadi

    EI 22

    dxyd = 8x 10 [x 1]

    Kamirkan persamaan momen untuk mendapatkan persamaan kecerunan

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 11PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    EI dxdy =

    28 2x -

    2]1[10 2x + C1

    Kamirkan sekali lagi untuk mendapatkan persamaan pesongan

    EI y = =6

    8 3x - 6

    ]1[10 3x + C1x + C2

    Bagi mendapatkan nilai-nilai C1 dan C2 keadaan sempadan perlu digunakan, iaitu untuk rasuk bina dalam pesongan maksima bila kecerunan adalah 0.Manakala pesonngan adalah kosong pada kedua-dua penyokong.

    Y = 0 1 Y=0

    Pada A, x = 0 , y = 0

    EI (0) = 6

    ]0[8 3 - 6

    ]10[10 3 +C1 (0) + C2C2 = 0

    Pada B, x = 5m, y = 0

    EI (5) = 6

    ]5[8 3 - 6

    ]15[10 3 +C1 (5) + 0C1 = - 12

    Persamaan lengkap

    i. Kecerunan,EI

    dxdy =

    28 2x -

    2]1[10 2x - 12

    ii. Pesongan_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 12PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    EI y = =6

    8 3x - 6

    ]1[10 3x - 12x

    Kecerunan pada titik C, x = 3mGantikan x = 3m dalam persamaan kecerunan

    EI dxdy =

    2)3(8 2 -

    2]13[10 2 - 12

    dxdy =

    EI4

    Pesongan pada titik C, x = 3

    EI y =6]3[8 3 -

    6]13[10 3 - 12 (3)

    Y = - EI

    33.13

    ** Jika nilai EI diberikan dapatkan kecerunan dalam radian dan pesongan dalam mm.

    _________________________________________AKTIVITI

    _____________________________________________________

    4.1 Uji kefahaman sebelum meneruskan dengan beban teragihJika diberi satu rasuk mempunyai beban tumpu lebih daripada satu seperti Rajah 4.7. Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik B dalam sebutan EI

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 13PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    30N 15N

    A B C D

    2m 3m 3m

    Rajah 4.7

    4.2 Dengan menggunakan Kaedah Macaulay dapatkan kecerunan dan pesongan pada rasuk tersokong mudah Rajah 4.8 pada titik B . Diberi keratan adalah seperti Rajah 4.9. Nilai E = 11 GN/m2

    30N 20N 15N

    A B C D E

    2m 1.5m 1m 3m

    Rajah 4.8

    240mm

    Rajah 4.9 100mm

    ____________________________________________________________________

    MAKLUM BALAS____________________________________________________________________

    4.1 Kecerunan dxdy = -

    EI31.100

    PesonganY = -

    EI62.275

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 14PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    4.2 Ixx = 1.152 x 10-4m4EI = 1.2672 MNm2

    Kecerunan pada titik B = EI

    31.100

    Pesongan di titik B = EI

    62.275

    (Jika tidak mendapat jawapan sila berjumpa dengan Pensyarah)

    INPUT 2

    4.5 Mendapatkan kecerunan dan pesongan bagi beban teragih dengan menggunakan Kaedah Macaulay

    Bagi beban teragih yang meliputi sebahagian daripada rasuk dan tidak meliputi sehingga hujung kanan rasuk, beban tersebut mestilah diteruskan sehingga kepada hujung kanan

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 15PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    rasuk dan kemudian mesti ditolak dengan beban yang sama magnitud tetapi bertentang arah (arah ke atas) yang dikenakan pada bahagian bawah rasuk untuk bahagian rasuk yang ditambah bebannya. Hal ini dijelaskan dengan merujuk kepada Rajah 4.10 (a)

    Rajah 4.10(a)

    Beban w yang dikenakan pada kawasan CD hendaklah diteruskan hingga ke titik E. Kemudian beban yang mempunyai magnitud yang sama dan arah ke atas- w, harulah dikenakan untuk kawasan DE pada bahagian bawah rasuk. Dengan ini rasuk tersebut akan mengalami jumlah beban yang sama seperti keadaan asal .Rujuk rajah 4.10(b).

    Rajah 4.10(b)_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 16PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Ungkapan momen bagi beban teragih adalah Mx = R(x) -

    2)( 2axw

    Lihat rajah 4.10(c)

    Rajah 4.10( c )

    Contoh 4.2

    Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik C untuk rasuk (Rajah 4.11) dengan mengambil nilai E = 200kN/mm2 dan I = 108 mm4

    A

    12 kN/m 25kN 10kN

    B C D

    3m 2m 3m

    Rajah 4.11

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 17PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________Penyelesaian

    Tindakbalas pada penyokong A , ambil keseimbangan momen

    = DD MMRA(8) = 12 (3)(6.5) + 25 (5) + 10(3) RA = 48.63 kN

    Persamaan momen

    Mx = EI 22

    dxyd = 48.63(x) -

    212 2x +

    2]3[12 2x - 25[ x 3] 10 [x 5]

    (jika beban teragih perlu ditambah sehingga kekeratan y-y dan perlu diseimbangkan)Kamirkan persamaan momen bagi mendapatkan persamaan kecerunan,

    EIdxdy

    = 263.48 2x -

    612 3x +

    6]3[12 3x -

    2]3[25 2x -

    2]5[10 2x + C1

    Kamirkan persamaan kecerunan untuk mendapatkan persamaan pesongan

    EI y = 663.48 3x -

    2412 4x +

    24]3[12 4x -

    6]3[25 3x -

    6]5[10 3x +

    C1x + C2

    Keadaan sempadan

    Pesongan adalah kosong pada penyokongPada A, x = 0, y = 0 dan C2 = 0

    Pada D, x = 8, y = 0 dan C1 = ?

    EI (0) = 6

    )8(63.48 3 - 24

    )8(12 4 + 24

    ]38[12 4 - 6

    ]38[25 3 - 6

    ]58[10 3 + C1 (8)+ 0 C1 = - 231.05

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 18PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Persamaan lengkap

    i. Persamaan kecerunan

    EIdxdy =

    263.48 2x -

    612 3x +

    6]3[12 3x -

    2]3[25 2x -

    2]5[10 2x -

    231.05

    ii. Persamaan pesongan

    EI y = 663.48 3x -

    2412 4x +

    24]3[12 4x -

    6]3[25 3x -

    6]5[10 3x -

    231.05 x

    Kecerunan pada titik C, x = 5m

    EIdxdy =

    2)5(63.48 2 -

    6)5(12 3 +

    6]35[12 3 -

    2]35[25 2 -

    2]55[10 2 -

    231.05

    dxdy

    = 86

    1020010825.94

    xx

    = 4.74 x 10-3 rad

    Pesongan pada titik C, x = 5m

    EI y = 6

    )5(63.48 3 - 24

    )5(12 4 + 24

    ]35[12 4 - 6

    ]35[25 3 - 6

    ]55[10 3 - 231.05(5)

    Y = 89

    102001096.479

    xx

    Y = -24 mm

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 19PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    _________________________________________________________

    AKTIVITI

    ________________________________________________________

    Uji kefahaman sebelum meneruskan dengan Input 3

    4.3 Diberi satu rasuk tetupang mudah dengan beban teragih dan beban tumpu, Dapatkan pesongan dan kecerunan pada titik C bagi rasuk tersebut dalam sebutan EI.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 20PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    40kN 15N/m

    A B C D

    6m 4m 8m

    Rajah 4.12

    4.4 Dapatkan kecerunan dan pesongan pada rasuk tersokong mudah seperti Rajah 4.13 pada titik B dalam sebutan EI

    16N 15N/m

    A B C

    2m 1m 7m

    Rajah 4.13

    4.5 Sebatang rasuk kayu disokong secara mudah dan membawa beban teragih seragam 3.75 kN/m seperti Rajah 4.14(a). Tentukan nilai b jika pesongan yang dibenarkan ialah 20mm. Diberi nilai E = 10GN/m2

    3.75 kN/m

    A C

    4m

    Rajah 4.14 (a)

    3b

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 21PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    b

    Rajah 4.14(b)

    Maklumbalas

    4.3 RA = 53.33kN

    EIdxdy 903.248

    =

    y = - EI

    303.12514

    4.4 RA = 59.35N

    EIdxdy 85.543

    =

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 22PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    y = - EI

    967.1245 `

    4.5 b = 36.30mm

    INPUT 3

    4.6 Mendapatkan kecerunan dan pesongan bagi momen dengan menggunakan kaedah Macaulay

    Momen titik yang berlaku pada rasuk seperti yang ditunjukkan dalam rajah 4.6(a) hendaklah diselesaikan seperti berikut,

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 23PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Rajah 4.15

    Mx = RA x M1 [ x a]0

    Dalam persamaan rangkap [ x a]0 sebenarnya bernilai 1, dan ini tidak akan menjejaskan persamaan bagi momen rasuk sebenar, iaitu

    Mx = RA x M1Walau bagaimanapun syarat-syarat di bawah harus dipatuhi iaitu:

    Jika x a 0 maka (x a ) = 0

    Jika x a 0 maka (x a ) = (x a)a: ialah jarak hujung kiri rasuk ke daya atau momen yang dipertimbangkan

    Contoh 4.3

    Dapatkan pesongan dan kecerunan pada titik di atas rasuk yang berjarak 5m dari sokong kiri dibebankan seperti dalam Rajah 4.16(a) .Jika nilai E = 5 x 106 N/mm2 , I = 9 x 106 mm4

    10 kNm 2kN/m 5kN

    A C D E F B

    2m 2m 2m 2m 2m

    Rajah 4.16(a)

    Penyelesaian

    0= AM +ve_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 24PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    RB = 10)8(5)5)(2(210 ++

    = 7kN

    yF = 0 +veRA = 2 kN

    Keratan hendaklah dilakukan antara F dan B seperti dalam Rajah 4.15

    10 kNm 2kN/m 5 kN y

    A C E

    F G

    2m 2m 2m 2m

    x y

    Rajah 4.16 (B )

    =0M

    M = EI 22

    dxyd = 2[x] + 10[x 2]0 -

    2]4[2 2x +

    2]6[2 2x - 5[x 8]

    Kamirkan untuk mendapatkan persamaan kecerunan

    EIdxdy =

    22 2x + 10[x 2] -

    6]4[2 3x +

    6]6[2 3x -

    2]8[5 2x + C1

    Kamirkan sekali lagi untuk mendapatkan persamaan pesongan

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 25PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    EI y = 6

    2 3x + 2

    ]2[10 2x -24

    ]4[2 4x + 24

    ]6[2 4x - 6

    ]8[5 3x + C1x + C2Keadaan sempadan

    x = 0, y = 0, C2 = 0

    x = 10, y = 0 0 =

    6)0(2 3 +

    2]210[10 2 -

    24]410[2 4 +

    24]610[2 4 -

    6]810[5 3 +

    C1(10) + 0C1 = -56

    Persamaan lengkap

    Persamaan kecerunanEIdxdy =

    22 2x + 10[x 2] -

    6]4[2 3x +

    6]6[2 3x -

    2]8[5 2x -56

    Persamaan pesonganEI y =

    62 3x +

    2]2[10 2x -

    24]4[2 4x +

    24]6[2 4x -

    6]8[5 3x - 56x

    Pesongan pada jarak x = 5m

    EI y = 6

    )5(2 3 + 2

    ]25[10 2 -24

    ]45[2 4 + 24

    ]65[2 4 - 6

    ]85[5 3 - 56(5)

    = - 193.4 kNm3

    y = - )109)(105()1000)(1000(4.193

    66

    3

    = -4.3mm

    Tanda negatif menunjukkan pesongan arah ke bawah.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 26PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    _____________________________________________________

    AKTIVITI

    ________________________________________________________

    4.6 Dapatkan kecerunan dan pesongan yang berjarak 11m dari kiri rasuk seperti dalam Rajah 4.6(d) dalam sebutan EI

    40Nm 70N 80Nm

    A B C D E

    4m 5m 2m 4m

    Rajah 4.17

    4.7 Satu rasuk keluli tersokong mudah dikenakan beban seperti rajah dengan keratan berbentuk L. Diberi nilai E = 205kN/mm2

    40Nm 20N/m 70N 80N

    A B C D E

    4m 5m 2m 4m

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 27PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Rajah 4.18(a)

    20mm

    240mm Rajah 4.18(b)

    20mm

    280mm

    MAKLUM BALAS_________________________________________________________________

    4.6EIdx

    dy 17.488=

    y = EI

    1.2327

    4.7 Ixx = 3.928 X 107 mm4

    radxdxdy 41004.1 =

    y = 1.78 mm

    Jika terdapat sebarang perbezaan dengan jawapan anda sila berbincang dengan pensyarah

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 28PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    _________________________________________________________

    PENILAIAN KENDIRI

    ______________________________________________________________

    Anda telah menghampiri kejayaan.Sebelum anda menjawab soalan Bahagian B cuba dahulu soalan Bahagian A (Uji kefahaman). Jika anda boleh menjawab semua soalan yang dikemukan anda seorang yang bijak.Soalan ini terbahagi kepada dua bahagian iaitu bahagian A dan bahagian B

    Bahagian A(I)

    1. Apakah yang dimaksudkan dengan pesongan rasuk?2. Berikan sebab-sebab mengapa pesongan rasuk penting

    dalam merekabentuk rasuk?3. Nyatakan persamaan pembezaan bagi menentukan

    pesongan rasuk?4. Terangkan bagaimana pesongan rasuk boleh didapati

    dengan kaedah kamiran berganda?

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 29PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Bahagian A(II)

    Nyatakan kenyataan ini benar atau salah. Jika benar tandakan dan salah tandakan x dalam kotak yang disediakan.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 30PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    1. Pesongan rasuk hanya boleh ditentukan dengan menggunakan kaedah kamiran berganda

    2. Lengkungan satah neutral disebut sebagai lengkungan anjal

    3. Pesongan rasuk ialah jarak jauh s

    4. atah neutral dari kedudukan asal ke kedudukan satah neutral selepas beban dikenakan.

    5. Pesongan maksima Ym boleh didapati dari persamaan lengkung anjal.

    6. Kamilan pertama persamaan pembezaan pesongan memberikan persamaan perssamaan pesongan

    7. Kamiran kedua pembezaan pesongan memberikan cerun pada jarak x

    8. Nilai cerun di titik pertengahan bagi semua rasuk adalah sifar

    9. Bagi rasuk yang disokong secara mudah dan dikenakan beban titik di tengah, nilai cerun di kedua-dua penyokong adalah sama

    Setelah anda berjaya menjawab soalan Bahagian A, sila cuba soalan dalam Bahagian B. Semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Setiap soalan Bahagian B mesti disiapkan dalam jangkamasa 30 minit.

    Bahagian B

    Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

    4.1 Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik D bagi rasuk tetupang Mudah dalam Rajah 4.19(a). Di beri nilai E = 10kN/mm2 dan Bentuk rasuk seperti Rajah 4.19(b)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 31PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    10 kN 5kN 2kN/m 10kNm

    A B C D E

    B C

    1m 2m 2m 3m

    Rajah 4.19(a)

    10mm

    250mm

    10mm

    250mmRajah 4.19(b)

    4.2 Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik B dan D bagi rasuk dalam Rajah 4.20(a). Nilai E diberikan sebagai 206 kN/mm2 dan bentuk rasuk seperti Rajah 4.20(b)

    20N/m 15N 20Nm 15N 30N/m

    A B C D E 2m 2m 2m 3m

    Rajah 4.20(a)_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 32PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    150mm

    25mm

    150 150mm

    25mm

    25mm 100mm 25mm

    Rajah 4.20(b)

    4.3 Dapatkan kecerunan dan pesongan jika x berjarak 5m dari penyokong A Rajah 4.21(a).Bentuk adalah seperti Rajah 4.21(b) Diberi nilai E = 205 kN/mm2

    15kN 20kN/m 20kNm

    A B C D E

    3m 1m 1m 2m

    Rajah 4.21(a)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 33PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    500mm

    100mm

    100mm 750mm

    100mm

    Rajah 4.21(b)

    4.4 Satu rasuk disokong mudah dikenakan beban seperti Rajah 4.22(a). Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik C jika diberi nilai E = 206 kN/mm2 dalam bentuk seperti Rajah 4.22(b)

    20kN 15kN 10kNm10kN/m

    A B C D E

    2m 2m 4m 4m

    Rajah 4.22(a)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 34PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    450mm

    150 mm

    100mm 450 mm

    150 mm

    Rajah 4.22(b)

    MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI

    Bahagian A (I) dan (II)

    Bagi soalan Bahagian A, jika anda tidak memperolehi jawapan sila rujuk unit 4 sekali lagi. Jika masih tidak memperolehi jawapan juga, berjumpalah dengan pensyarah anda

    Bahagian BSoalan 4.1 C1 = 47.56C2 = 0Ixx = 2.92 x 107 mm4EIxx = 5.986 x 109 kNmm2

    dxdy = 0.0198 rady = 67.9 mm

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 35PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    Soalan 4.2 C1 = 386.02C2 = 0Ixx = 7.188 x 107 mm4EIxx = 1.48 x 1010 kNmm2

    dxdy (B)= 3.28 x 10-5 rad

    dxdy (D) = 5.806 x 10-5 rad

    y (B) = 0.056mm

    y D) = 0.24 mm

    Soalan 4.3 C1 = - 231.11C2 = 0Ixx = 1.81 x 1010 mm4EIxx = 3.711 x 1012 kNmm2

    dxdy = 3.93 x 10-5 rady = 0.094 mm

    Soalan 4.4 C1 = - 717.75C2 = 0Ixx = 9.71 x 109 mm4EIxx = 2.00 x 1012 kNmm2

    dxdy = 1.755 x 10-4 rady = 0.118 mm

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 36PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    BAHAN RUJUKAN___________________________________________________________

    1. Kajidaya Bahan 1989Mohamad Rashid b Nabi Bax

    U.T.M2. Mekanik Bahan 1997

    Penterjemah Ahmad Zafri b ZainudinMuhammad Her b JantanYahaya b Ramli

    U.T.M

    3. Pengenalan Makanik Bahan 1992Mohd Zamin b JumaatDewan Bahasa & Pustaka

    4. Mechanics of Materials 1984H.J HearnRobert Maxwell, M.C

    5. Theory and Problems of Strength Materials 1990William A NashSchaums Outline Series, Mc Graw-Hill

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • C3007 / unit4 / 37PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)____________________________________________________________________

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

    Contoh 4.3